6 船型影响

的Cp值。
2．最佳棱形系数曲线
Cp 0.80 0.15 0.20 0.30 0.40 0.50 Fr
0.70
理论最佳 实践最佳
0.60
0.50 0.50 1.00 V/ L 1.50 2.00
图6-12 最佳棱形系数曲线
3．经验公式确定棱形系数
验统计资料认为可近似估计这种影响，对于
低中速船，在常用的 B/d 范围内，当 B/d 值
增加0.1时，将使总阻力增加0.50%～0.75%，
而高速船相应增加要大些。
§ 6-3 主要船型系数的影响
一、棱形系数的影响
Cp＝/ L Am
C p 0.80 C p 0.50
Δ/(0.01L ) = 常数
3

C p (小 ) R′ 2 C p(大 )
P′ 2
棱形系数对剩余阻 力的影响，随航速而 发生变化的原因是与 不同航速时的兴波情 况有关。
P2 R2 P1
P′ 1 R′ 1 R1


低速时，Cp对阻力 的影响甚微；
中速时，选择较小 的Cp值有利。 高速时，取适当大
高速波峰区
中速波峰区
图6-11 Cp值与船首形状、水压力的关系

对于高速船，由图6-5(b)知 增加。
Δ 0.01L 3
的影响
相当敏感，随着该系数增大，Rr/Δ将有明显 (3) 对总阻力的影响

低速船：当增大
Δ 0.01L 3
时，Rf/Δ将减小，
但Rr/Δ却几乎保持为常数。
高速船：由于 Rr /Δ在总阻力中占重要比重，
一般说来，当
Δ 值减小时，Rr/Δ将下降， 0.01L 3
C p = Cb / C m

= L3
Cp Am L L3
Cp (Cm B d ) L2
=
= Cp· m / L B C
B d
2

因而上述六个参数中，可取四个作独立参 数。即:

/L 、 Cm 、Cp 或 Cb
3
(3) 船体形状： 表征船体形状的因素很多，可归纳为三个 主要方面： ① 横剖面面积曲线的形状：可由浮心纵向位 臵xc，平行中体长度Lp和位臵，以及曲线两端 的形状来表征。 ② 满载水线面的形状：可以由满载水线面的 面积，满载水线平行中段，满载水线首尾端 的形状以及满载水线首端半进角等因素表征。 ③ 首尾形状：包括首尾横剖面形状和纵剖面 形状。
力。
二、确定影响阻力的船型参数 船型参数主要包括三个方面： (1) 主尺度比： 有长宽比 L/B，宽度吃水比 B/d 。 (2) 船型系数： 有方形系数 Cb，棱形系数 Cp，船中横剖面系
数 Cm 以及排水体积长度系数 /L3。
所述的六个船型参数，并非完全独立，存 在如下两关系：
0.70 200 0.60
C p = 0.55
3
C p = 0.65
150 B/d = 2.25 Fr = 0.208 B/d = 2.25 Fr = 0.298 100 50 100 150
Δ/(0.01L ) 3
1
200
250
50
100
Δ/(0.01L ) 3
150
图6-5 排水量长度系数对Rr /Δ影响 (a)Fr＝0.208； (b)Fr＝0.298
2. B/d 对剩余阻力的影响
4.0 1.02×S min 3.6 3.2
B /d
S min
2.8 2.4 2.0 0.40 0.50 0.60 Cb
图6-7 对应最小湿面积的B/d值
1.02×S min 0.70 0.80
0.20 200
0.25
0.30
0.35
0.40
Fr
B/d = 2.25 B/d = 3.75 150
曲线。
二、宽度吃水比的影响
1．B/d 对摩擦阻力的影响

讨论B/d 对摩擦阻力的影响，亦即讨论B/d变化对 湿面积的影响，试验资料认为在B/d = 2.25～3.75的 实用范围内变化时，对摩擦阻力的影响很小。
B/d 对剩余阻力的影响要看B和d分别影响的大小 而定：一般认为船宽B 增大时，船体的散波波高增 大；吃水d 增大时横波的波高增大。而改变B/d是由 B、d 两者相反变化而得。因此两者对兴波的影响， 反映在剩余阻力有相反影响作用。
(4) 船长的选择必须考虑的几个方面的要求 ① 布臵要求：满足船舶使用要求，使舱室布 臵符合要求； ② 阻力性能：尽量选择对应于船体阻力性能 良好的船长； ③ 操纵性： 船长与操纵性关系密切，船过 长，其回转性差，要考虑港口、航道内的操 纵性问题； ④ 经济性：如果在最低阻力所对应的最佳船 长附近范围的总阻力差别不大时，应选用阻 力并不过高的最短船长，以降低船体造价。
2．船舶分类及其主要阻力成分

低速船航速较低，兴波阻力很小，其总阻力中
摩擦阻力与粘压阻力占主要成分， 中速船的航速较低速船有所增大，兴波阻力成 分随之增大，故在设计过程中既要注意减小兴波阻 力，又要防止其他阻力成分的增长。


高速船的兴波阻力是总阻力中的主要成分，有
时可达50%以上。为此，设计中应力求减少兴波阻

派生系列船模改变船型的方式有两种：
一种为仿射变化；
另一种是改变线型特征的方式。
§ 6-2
船型参数 所引起：
船体主尺度的影响
Δ 0.01L 3
的变化可以由两种情况

若在排水量Δ一定时：要求船中横剖面 Δ 系数Cm，Cp和B/d 都保持不变，则 0.01L 的 变化是由同时改变宽度和吃水并相应改变船 长L而得到的；

对于低速船，可以认为
Δ 0.01L 3
对 Rr /Δ的
影响是不大的。
▽/(0.1L)
3
▽/(0.1L)
3
2 9
4
6
8
1
2
3
4
5
C p = 0.86
0.75 7 0.70
R r/Δ (N/t)
300
C p = 0.80
0.75 250 0.55
R r/Δ (N/t)
0.65 5 0.60
3
V s = 常数（低速） Δ= 常数
V s = 常数（低速） Δ= 常数
Rt
Rr
Rf
Rf
Rr
Rt
Rt Rt Rf Rr L
3 Δ/（0.01L ）
Rt min Rf
Rr Lopt
Δ/（0.01L ）
3
L
(a)
(b)
图6-4 排水量长度系数对阻力影响的示意图 (a)低速船情况(当Δ＝常数)； (b)高速船情况(当Δ＝常数)。
0.
力的影响可不予考虑。
30
0.3
27

棱形系数对剩余阻力的影响，随航速而 发生变化的原因如下： 低速时，由于兴波阻力极小，因而棱形 系数对阻力的影响甚微； 中速时，船的兴波作用主要在船首尾两 端，棱形系数Cp小者，首尾尖瘦，对减小兴 波有利。 在高速时，整个船体均产生较大的兴波 作用，若排水体积沿船长分布比较均匀，则 有利于缓和兴波作用。因此取适当大的Cp值 时，其剩余阻力反而较小。
(3) 对总阻力的影响
由于在一定Δ时，增长L 的结果使摩擦
阻力Rf 和剩余阻力Rr 产生完全相反的影响，
因而对总阻力的影响作用将取决于Rf与Rr两
者增减的数值而定。但由前知，对于不同航
速的船舶说来，Rf 和Rr占总阻力的比重是不
同的，因而船长对总阻力的影响也将是不同 的。
① 对低速船： Rf占总阻力的主要成分，可达总阻力的 70%以上。而Rr所占比例较小，因此当排水 Δ 量一定时，增长L时(即减小 0.01L )，剩余阻 力的减小值不大，因此总阻力几乎无甚下降。 如果L过大时，总阻力反而增大。 ② 对高速船： 由于Rr占总阻力的比例很大，因此随着 Δ 船长增大，即 0.01L 减小，总阻力的变化情 况与低速船有所不同，
Rt/Δ亦是下降的。
3．不同船舶的
(1) 低、中速船的
Δ 3 0.01L
Δ 0.01L 3
选取
宜取适当大一些；
Δ 0.01L 3
随着航速增大，则应降低 性能是有利的。 (2) 高速船的
Δ 0.01L 3
值，对阻力
较低速船要小得多，所
Δ 0.01L 3
以高速船船型瘦长，低速船短而肥。 对应于不同航速应该存在 的最佳
3

若船长L一定时：要求Cm、Cp和B/d均保 Δ 持不变，则 0.01L 的变化是由同时改变B 和d 以致由Δ变化而得到的。
3
1．由船长变化，讨论
Δ 0.01L 3
的影响
(1) 对摩擦阻力影响 由于湿面积可按S = Cs L 估算，在参数 Cm，Cp 和B/d 不变情况下，Cs 近似为常数，因 1/ 2 此可认为在排水量一定时，S与L 成正比关 系。 由此可知，船长增大时，湿面积将随之增 加，而一般说来船长增大时，以致Re增大所 引起的摩擦阻力系数减小是极微的。因此增 Δ 大船长(或减小 )将使摩擦阻力增加。 0.01L
Rr /Δ (N/t)
C p = 0.80 0.70 0.60
100 0.50
50
▽/(0.1L )=5.25
3
0 0.6 0.8 1.0 V/ L 1.2 1.4
图6-8 B/d对Rr/Δ的影响
3． B/d 对总阻力影响 由上述知，B/d 对总阻力将有所影响，但 是这种影响作用往往是不大的。一般根据试

若上述诸方面的各项参数、特征一定 时，船的形状可以说基本上确定，故总 阻力表达式可改写成：